ГОСТ 14209-85 Трансформаторы силовые масляные общего

ГОСТ 14209-85 Трансформаторы
силовые масляные общего назначения.
Допустимые нагрузки (с Изменением N
1)
Дата введения 1985-07-01
Информационные данные
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР
РАЗРАБОТЧИКИ
И.Д.Воеводин, О.И.Сисуненко, Б.С.Тимченко
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета
СССР по стандартам от 31.01.85 N 236
3. ВЗАМЕН ГОСТ 14209-69
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3916-82 и публикации МЭК 354-72
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение срока действия снято Постановлением Комитета стандартизации и
метрологии СССР от 27.06.91 N 1076 (ИУС 10-91)
7. Издание (июнь 2009 г.) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1988 г. (ИУС 5-88)
Настоящий стандарт устанавливает допустимые нагрузки силовых масляных
трансформаторов общего назначения мощностью до 100000 кВА включительно с видами
охлаждения М, Д, ДЦ и Ц, соответствующие ГОСТ 11677.
Стандарт не распространяется на трансформаторы с направленным потоком масла в
обмотках.
Стандарт устанавливает метод расчета допустимых систематических нагрузок и
аварийных перегрузок по задаваемым исходным данным, а также нормы таких нагрузок и
перегрузок для суточного графика нагрузки трансформаторов с учетом температуры
охлаждающей среды.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 3916-82 в части метода расчета допустимых нагрузок и
перегрузок трансформаторов и Публикации МЭК 354 (1972) в части метода расчета
допустимых нагрузок и перегрузок трансформаторов по суточным двухступенчатым
прямоугольным графикам нагрузки.
1. Общие положения
1.1. Значение и продолжительность допустимых нагрузок и перегрузок
трансформаторов, а также расчетный износ витковой изоляции обмоток при аварийных
перегрузках следует определять для прямоугольных двухступенчатых или
многоступенчатых графиков нагрузки, в которые необходимо преобразовать исходные
графики нагрузки в соответствии с приложением 1.
Параметры исходного графика нагрузки определяются по данным средств измерений,
которыми оснащены трансформаторы, либо по результатам периодических измерений,
предусмотренных "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".
Нагрузка трансформатора свыше его номинальной мощности допускается только при
исправной и полностью включенной системе охлаждения трансформатора.
1.2. Допустимые систематические нагрузки не вызывают сокращения нормируемого срока
службы трансформатора, так как за продолжительность графика нагрузки
обеспечивается нормальный или пониженный против нормального расчетный износ
изоляции.
1.3. Допустимые аварийные перегрузки вызывают повышенный по сравнению с
нормальным расчетный износ витковой изоляции, что может привести к сокращению
нормированного срока службы трансформатора, если повышенный износ впоследствии
не компенсирован нагрузками с износом витковой изоляции ниже нормального.
1.4. При определении допустимых систематических нагрузок температуру охлаждающей
среды за продолжительность графика нагрузки или за весь период повторения графика
следует принимать равной среднему значению, если при этом температура
положительна и ее изменение не превышает 12 °С. При изменении температуры
охлаждающей среды, превышающем 12 °С, или при отрицательных значениях
температуры охлаждающего воздуха необходимо использовать эквивалентное значение
температуры, рассчитываемое в соответствии с приложением 2.
При определении допустимых аварийных перегрузок температуру охлаждающей среды
принимают по ее измеренным значениям во время возникновения аварийной перегрузки.
Допускается при проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий
и других объектов выбирать мощность трансформаторов по условиям аварийных
перегрузок по табл.2 приложения 3. Нормы, указанные в табл.2 приложения 3,
определены для предшествующей нагрузки, не превышающей 0,8 от номинальной.
1.5. При неравномерной нагрузке трансформатора по фазам допустимые нагрузки и
перегрузки следует определять для наиболее нагруженной фазы обмотки.
1.6. Для трехобмоточных трансформаторов допустимые нагрузки и перегрузки следует
определять для наиболее нагруженной обмотки.
1.7. Допустимые нагрузки и перегрузки трансформаторов с видом охлаждения Д при
отключенных вентиляторах следует определять, исходя из номинальной мощности таких
трансформаторов с видом охлаждения М.
1.8. Для трансформаторов с расщепленной обмоткой допускаются те же перегрузки,
отнесенные к номинальной мощности каждой ветви, что и для трансформаторов с
нерасщепленной обмоткой. Допускаются дополнительные перегрузки одной ветви за
счет недогрузки другой, если об этом имеются указания в технической документации.
1.9. Допустимые систематические нагрузки и аварийные перегрузки, как и износ витковой
изоляции при аварийных перегрузках трансформаторов, для суточного двухступенчатого
прямоугольного графика нагрузки следует определять по табл.1-16 и табл.1-19
приложения 8.
При необходимости определения максимальных допустимых нагрузок и перегрузок с
повышенной точностью по измеренным значениям параметров трансформатора, а также
при суточных повторяющихся двухступенчатых графиках с продолжительностью
максимума нагрузки свыше 12 ч или при графиках нагрузки с циклом повторения, не
равным суткам, как и при всех видах многоступенчатых графиков нагрузки, следует
пользоваться методом расчета, приведенным в разд.2. В случае определения
максимально допустимых аварийных перегрузок расчетом необходимо дополнительно
учитывать требования п.4.5.
1.10. Допускается использование норм допустимых нагрузок и перегрузок, отличающихся
от указанных в п.1.9, но при обязательном условии, чтобы в этих нормах значения
допустимых перегрузок и их продолжительности при прочих равных условиях не
превышали бы значений, полученных расчетом по методу, приведенному в разд.2, с
использованием при этом одних и тех же исходных данных и ограничений. Пример таких
норм приведен в приложении 3.
При выборе мощности трансформаторов систем электроснабжения промышленных
предприятий и других объектов допускается использование норм допустимых перегрузок
по табл.2 приложения 3.
1.11. Максимальные значения допустимых нагрузок и перегрузок, рассчитываемых для
обмоток трансформаторов, не должны ограничиваться нагрузочными характеристиками
таких комплектующих трансформаторы изделий, как вводы, устройства переключения
отводов обмоток, встроенных трансформаторов тока и измерителей температуры масла.
2. Расчет допустимых нагрузок, перегрузок и износа витковой
изоляции обмоток
2.1. Исходные данные для расчета и их условные обозначения
2.1.1. Исходные данные номинального режима:
- мощность, кВА;
- ток, А;
- потери короткого замыкания, Вт;
- потери холостого хода, Вт;
- отношение потерь короткого замыкания к потерям холостого хода;
- превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей
среды, °С;
- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой
охлаждающей среды, °С;
- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой
масла в верхних слоях, °С;
- тепловая постоянная времени трансформатора, ч, при неизвестном ее значении
допускается принимать по приложению 4;
- тепловая постоянная времени обмотки, ч.
2.1.2. Определяемые и другие принятые данные для расчета допустимых нагрузок и
перегрузок:
- температура охлаждающей среды, °С;
- температура наиболее нагретой точки обмотки, °С;
- температура масла в верхних слоях, °С;
- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой
охлаждающей среды, °С;
- превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающей
среды, °С;
- превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой
масла в верхних слоях, °С;
- мощность нагрузки, кВА; определяется в соответствии с приложением 1;
- ток нагрузки, А; определяется в соответствии с приложением 1;
- начальная нагрузка, предшествующая нагрузке или перегрузке
, или
нагрузка после снижения
, в долях номинальной мощности или номинального тока;
определяется в соответствии с приложением 1;
- подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при нагрузке
;
- нагрузка или перегрузка, следующая за начальной нагрузкой
,в
долях номинальной мощности или номинального тока, определяется в соответствии с
приложением 1;
- подстрочный индекс, обозначающий установившееся значение величины при
нагрузке или перегрузке
;
- продолжительность графика нагрузки в единицах времени; для суточного графика, ч;
- продолжительность нагрузки
на двухступенчатом суточном графике нагрузки, ч,
или подстрочный индекс, обозначающий значение величины в момент окончания
продолжительности ;
- интервал времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах времени;
для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий величину в
момент окончания интервала времени
;
- мгновенное значение времени на продолжительности графика нагрузки, в единицах
времени; для суточных графиков нагрузки, ч, или подстрочный индекс, обозначающий
значение величины в данный момент времени;
- функциональная зависимость величины от времени;
- подстрочный индекс, обозначающий порядковый номер в числовом ряде величин;
2,718 - основание натуральных логарифмов.
2.1.3. Исходные данные к расчету износа витковой изоляции и ограничения допустимых
нагрузок и перегрузок:
- базовая условно постоянная температура наиболее нагретой точки обмотки, при
которой скорость расчетного износа витковой изоляции соответствует сроку службы
трансформатора, условно принятому за единицу, °С;
для витковой изоляции класса нагревостойкости А
98 °С;
- максимально допустимое значение температуры наиболее нагретой точки
обмотки:
для систематических нагрузок - 140 °С,
для аварийных перегрузок трансформаторов классов напряжения 110 кВ и ниже - 160
°С,
для трансформаторов напряжения свыше 110 кВ - 140 °С;
- максимально допустимые температуры масла в верхних слоях:
для систематических нагрузок - 95 °С,
для аварийных перегрузок - 115 °С;
- максимальная величина перегрузки:
для допустимых систематических нагрузок - 1,5,
для допустимых аварийных перегрузок - 2,0;
- температурный интервал, при изменении на который температуры наиболее нагретой
точки обмотки расчетный износ витковой изоляции изменяется в два раза; принимать
6 °C, если нет других значений, определяемых из характеристик витковой изоляции
"температура - срок службы";
- относительный расчетный износ витковой изоляции, как отношение износа при
температуре наиболее нагретой точки обмотки
за принятый промежуток времени к
нормальному износу при базовой температуре
за этот же промежуток времени, в
единицах "нормального износа"; для суточного графика нагрузки - в "нормальных сутках"
износа.
Единица "нормального износа" - износ витковой изоляции обмотки за принятое время при
неизменной температуре проводника обмотки 98 °С.
2.2. Схемы распределения температуры
2.2.1. При расчете следует принимать упрощенную схему распределения температуры
(черт.1), в которой приняты допущения.
Черт.1. Упрощенная схема распределения температуры масла и обмотки по высоте
обмотки
2.2.1.1. Температура масла изменяется линейно по высоте обмотки и не изменяется в
верхней части бака.
2.2.1.2. Среднее превышение температуры участков винтовой или цилиндрической
обмотки по условным их горизонтальным сечениям или по отдельным катушкам
катушечной обмотки изменяется линейно по высоте обмотки и параллельно принятому
изменению температуры масла.
2.2.1.3. Наиболее нагретая точка обмотки может быть расположена на различном
расстоянии от верхнего края обмотки.
2.2.2. При расчете следует принимать упрощенную схему изменения превышений
температуры масла и обмоток для двухступенчатого прямоугольного графика нагрузки
почерт.2, который содержит допущения.
2.2.2.1. Температура охлаждающей среды за продолжительность графика нагрузки или в
течение перегрузки принимается условно постоянной, в соответствии с п.1.4.
2.2.2.2. Температура наиболее нагретой точки обмотки в каждый момент времени
определяется, как сумма трех составляющих
, (1)
т.е. допускается, что превышения температуры
и
независимы от температуры
охлаждающей среды в интервале ее изменения от 40 до минус 20 °С.
2.2.2.3. При нагрузках и перегрузках продолжительностью 0,5 ч и более не учитывается
переходный процесс изменения температуры обмотки при ступенчатом изменении
нагрузки, т.е. при этом тепловая постоянная времени обмотки не учитывается, а
принимается, что температура обмотки при изменениях нагрузки мгновенно достигает
нового установившегося значения и далее изменяется аналогично изменению
температуры масла.
2.2.2.4. При расчете не учитывается изменение сопротивления обмоток, теплоемкости и
вязкости масла с повышением температуры, вследствие практически приемлемой
компенсации взаимного их влияния на температуру обмоток.
2.2.3. При кратковременных нагрузках и перегрузках продолжительностью менее 0,5 ч и
при интервалах между перегрузками менее 4
температуру обмотки необходимо
определять с учетом
2.2.4. Изменения температуры в переходных тепловых процессах, т.е. при учете тепловых
постоянных времени, принимать протекающими по экспоненциальному закону, а
допустимые установившиеся значения температуры при этом достигаются за промежуток
времени, равный четырем тепловым постоянным времени.
Черт.2. Изменения температуры масла и обмотки, соответствующие двухступенчатому
прямоугольному графику нагрузки трансформатора
2.2.5. Если график нагрузки является многоступенчатым, то его следует разбить на
участки с двухступенчатой или одноступенчатой нагрузкой. Расчет в этом случае
проводится последовательно для каждого участка; при этом каждая предыдущая
нагрузка является начальной для следующего участка графика и т.д.; в соответствии с
черт.2 приложения 1.
2.3. Расчет температуры наиболее нагретой точки обмотки
2.3.1. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в установившемся тепловом режиме
(при нагрузках
или
) следует рассчитывать по формулам:.
, (2)
, (3)
, (4)
где
- значения нагрузок.
Если неизвестны другие значения, то принимать:
0,9 и
1,6 - для трансформаторов с видами охлаждения М и Д;
1,0 и
1,8 - для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ и Ц.
2.3.2. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме
нагрева при продолжительности нагрузки 4
0,5 ч следует рассчитывать по
формулам:
, (5)
, (6)
. (7)
2.3.3. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме
нагрева при продолжительности нагрузки
0,5 ч рассчитывать по формулам:
, (8)
, (9)
где
- по формуле (6).
2.3.4. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме
снижения температуры при длительности снижения 4
рассчитывать по формулам:
следует
, (10)
, (11)
. (12)
2.3.5. Температуру наиболее нагретой точки обмотки в переходном тепловом режиме
снижения температуры при длительности снижения
по формулам:
, (13)
следует рассчитывать
, (14)
где
- по формуле (11).
2.3.6. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение
превышения температуры наиболее нагретой точки обмотки
при различных
нагрузках
и
0,5 ч двухступенчатого суточного графика нагрузки допускается
производить по графикам приложения 5.
2.4. Расчет относительного износа витковой изоляции
2.4.1. Относительный износ витковой изоляции необходимо рассчитывать по каждому из
участков преобразованного в прямоугольную форму графика нагрузки, каждый
продолжительностью
интервалу
значениями
, как показано начерт.2 приложения 1. Затем по каждому
следует рассчитать
по формулам (2-14), где
и
заменить
.
Относительный расчетный износ витковой изоляции по каждому участку графика
необходимо определять по формуле
. (15)
Относительный износ за продолжительность
относительных износов по всем участкам:
графика нагрузки будет равен сумме
. (16)
2.4.2. Относительный износ витковой изоляции допускается также определять по всему
графику
продолжительностью
необходимо разделить на
. В этом случае график
интервалов
также
. Участки графика с неизменным значением
принимают за один интервал. Участки графика с изменяющимся значением
по
экспоненте (неустановившийся режим при
) необходимо разделить на
интервалы, руководствуясь правилом: продолжительность первого и второго интервалов
от начала экспоненты не должны превышать 0,3 каждый, третьего и четвертого
интервала - не более каждый, продолжительности последующих интервалов не
ограничиваются. В каждом интервале следует провести линии среднего значения
а затем по каждому интервалу
по формуле
графика
рассчитывать относительный износ
. (17)
Относительный износ за продолжительность графика нагрузки следует определять по
,
формуле (16).
2.4.3. Относительный износ витковой изоляции для суточного двухступенчатого
прямоугольного графика нагрузки с продолжительностью максимальной нагрузки в
интервале
ч следует определять как сумму относительных износов по
трем характерным участкам графика изменения температуры (см. черт.2) - с
установившейся температурой, с повышением и снижением температуры
(18)
где
и
- повышение и снижение температуры наиболее нагретой точки
обмотки, выражаемые формулами (5-7) и (10-12), но не для конечных значений
интервалов времени
интервалах.
и
2.4.4. Пример расчета
приложении 6.
, а как функция их непрерывного изменения в этих
и
(без применения ЭВМ) приведен в справочном
2.5. Расчет допустимых нагрузок и перегрузок
2.5.1. Расчет максимальных допустимых нагрузок и перегрузок проводится в двух
случаях:
с целью проверки допустимости предполагаемого графика нагрузки;
с целью определения возможных вариантов двухступенчатых суточных графиков
нагрузки с максимальными
при различных значениях
и
.
2.5.2. Расчетную проверку допустимости любого преобразованного в прямоугольную
форму заданного графика нагрузки необходимо выполнять по формулам (15-18) расчета
относительного износа витковой изоляции.
2.5.2.1. Графики нагрузки, при которых
1 и не превышаются соответствующие
ограничения по п.2.1.3, следует относить к графикам допустимых систематических
нагрузок.
2.5.2.2. Графики нагрузки, при которых
1 и не превышаются соответствующие
ограничения по п.2.1.3, следует относить к графикам допустимых аварийных перегрузок.
2.5.3. Расчет максимальных допустимых систематических нагрузок и аварийных
перегрузок двухступенчатого суточного графика нагрузки необходимо выполнять
итерационным методом, определяя
по формулам (2-4), (5-7), (10-12) и равенства (18).
Такой расчет следует выполнять на ЭВМ в соответствии с блок-схемами приложения 7.
2.5.4. Предварительное приближенное (без выполнения расчетов) определение
допустимых
двухступенчатого суточного графика нагрузки с учетом ограничений по
п.2.1.3, но без определения относительного износа витковой изоляции, допускается
проводить по графикам приложения 5. По найденным из графиков значениям
превышений температуры
,
и принятому или рассчитанному в соответствии с
приложением 2 значению
следует определять:
; (19)
, (20)
а затем проверить соблюдение условий
и
.
3. Нормы максимально допустимых систематических нагрузок
трансформаторов
3.1. В табл.1-7 приведены значения
и
для суточного двухступенчатого графика
нагрузки трансформаторов при различных значениях
соответствии с приложением 7.
Таблица 1
-20 °С
Таблица 2
и
, рассчитанные в
-10 °С
Таблица 3
0 °С
Таблица 4
10 °С
Таблица 5
20 °С
Таблица 6
30 °С
Таблица 7
40 °С
3.2. Нормы рассчитаны в соответствии с разд.2 по следующим значениям параметров
номинального режима трансформаторов:
60 °С;
3 ч;
0,9 и
1,6 - для трансформаторов с видами охлаждения М и
Д; допускается использование настоящих норм и для трансформаторов, у которых
55 °С;
40 °С;
и Ц;
2 ч;
1,0 и
1,8 - для трансформаторов с видами охлаждения ДЦ
.
3.3. Обозначение (+) указывает на то, что для данного режима нагрузки расчетное
значение
2,0, но допускается его любое значение в интервале 1,5
2,0 по
согласованию с изготовителем трансформатора. Подчеркнутые значения
допускаются при этом же условии.
3.4. Для промежуточных значений
значениями в таблицах,
и
также
, т.е. в интервале между указанными их
следует определять линейной интерполяцией за
исключением случаев, когда
.
4. Нормы допустимых аварийных перегрузок трансформаторов
4.1. В табл.8-14 приведены значения допустимых аварийных перегрузок
от значения начальных нагрузок
среды
в зависимости
при различных значениях температуры охлаждающей
для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно.
Таблица 8
-20 °С
Таблица 9
-10 °С
Таблица 10
0 °С
Таблица 11
10 °С
Таблица 12
20 °С
Таблица 13
30 °С
Таблица 14
40 °С
4.2. Значения суточного относительного износа
витковой изоляции для суточного
двухступенчатого графика нагрузки даны в приложении 8.
4.3. Нормы рассчитаны в соответствии с разд.2, по предельным значениям параметров
номинального режима трансформаторов, указанным в п.3.2.
4.4. Пример. Определить допустимую длительность аварийной перегрузки
начальной нагрузке
0,9 при температуре охлаждающей среды
трансформатора ТМН-6300/110.
По табл.10 (при
0 °С) находим для
время такой перегрузки равно 2,0 ч.
0,9 графу, где
1,8 при
0 °С для
1,8. Допустимое
4.5. Для трансформаторов классов напряжения свыше 110 кВ при температуре
охлаждающей среды не более 20 °С необходимо применять нормы табл.8-14, но для
значения
°С значения
Таблица 15
30 °С
, увеличенного на 20 °С. Для температуры охлаждающей среды 30 °С и 40
определять по табл.15 и 16.
Таблица 16
40 °С
Приложение 1
(обязательное)
Преобразование заданного или реального исходного графика
нагрузки трансформатора в эквивалентный прямоугольный
1. Заданный или реальный исходный график нагрузки в виде зависимости изменения
мощности , передаваемой трансформатором во времени, должен быть преобразован в
эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки
продолжительностью .
Допускается в качестве исходного графика нагрузки использовать график изменения
тока нагрузки во времени.
2. Преобразование исходного графика нагрузки в эквивалентный прямоугольный в
соответствии с черт.1 необходимо выполнять в следующей последовательности.
Черт.1. Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный
двухступенчатый прямоугольный график
2.1. На исходном графике провести линию номинальной нагрузки
тока
или номинального
.
2.2. Пересечением линии номинальной нагрузки с исходным графиком на
продолжительности графика выделить участок наибольшей перегрузки
продолжительностью
.
2.3. Оставшуюся часть исходного графика нагрузки разбить на
интервалов
из возможности провести линию средней нагрузки в каждом интервале, а затем
определить значения
,
2.4. Начальную нагрузку
, …,
, исходя
.
эквивалентного графика следует рассчитывать по формуле
.(1)
2.5. Участок перегрузки
на исходном графике разбить на интервалов
, исходя из
возможности провести линию средней нагрузки в каждом интервале, а затем определить
значения
2.6.
,
,...,
.
эквивалентного графика предварительно рассчитывать по формуле
. (2)
Затем следует сравнить полученное значение
с
если
; если
, то следует принимать
исходного графика нагрузки;
, то следует
принимать
, а продолжительность перегрузки в этом случае следует
скорректировать по формуле
. (3)
3. Если характер исходного графика нагрузки не позволяет выполнить преобразования
его в двухступенчатый (например, при примерном равенстве нескольких максимумов
перегрузок) или при необходимости повышенной точности определения допустимого
режима перегрузки расчетом по разд.2, то такой исходный график необходимо
представить прямоугольной ломаной линией, усредняющей нагрузку по всем интервалам
продолжительности
графика нагрузки, как показано на примере черт.2.
Черт.2. Преобразование исходного графика в эквивалентный многоступенчатый
прямоугольный при наличии нескольких максимумов перегрузок
Приложение 2
(обязательное)
Определение эквивалентной температуры охлаждающей среды
1. Эквивалентная температура охлаждающей среды - это такая условно постоянная за
принятое время температура, при которой износ витковой изоляции обмотки равен износу
ее за такое же время, но при изменяющейся температуре охлаждающей среды.
2. Эквивалентную температуру за любой промежуток времени (сутки, месяц, сезон, год)
следует определять по формуле
где
12 - количество равных интервалов промежутка времени;
например: для суток - часы, для месяцев - сутки, для сезона - недели, для года - месяцы;
,
, …,
- температура охлаждающей среды по каждому интервалу, °С.
3. Температуру охлаждающей среды по каждому интервалу следует принимать средней,
если известно, что ее изменение за интервал не превышает 12 °С, или эквивалентной,
рассчитываемой по вышеприведенной формуле с разделением интервала на еще
меньшие равные части, если изменение температуры за интервал превышает 12 °С.
4. При отрицательных значениях средней температуры охлаждающего воздуха за
интервал следует принимать скорректированное значение
чертежом.
в соответствии с
График корректировки средних значений отрицательных температур охлаждающего
воздуха
5. Среднее значение
следует определять измерениями или принимать данные
местной метеослужбы, или данные СНиП ч.II, раздел А гл.6 "Строительная климатология
и геофизика" Госстроя СССР.
6. Допускается принимать значения годовой и сезонных эквивалентной температуры
охлаждающего воздуха по населенным пунктам СССР, приведенные в таблице.
* Декабрь, январь, февраль.
** Июнь, июль, август.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Измененная редакция, Изм.N 1).
Приложение 3
(справочное)
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов* без учета начальной
(предшествующей) нагрузки
Таблица 2
Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов при выборе их номинальной
мощности для промышленных подстанций при предшествующей нагрузке, не
превышающей 0,8
Приложение 4
(справочное)
Тепловая постоянная времени трансформаторов
При определении допустимых нагрузок и перегрузок расчетным методом по разд.2
следует принимать значения тепловых постоянных времени, которые в соответствии с
ГОСТ 11677 должны содержаться в паспорте трансформатора. При отсутствии таких
данных в паспортах трансформаторов, выпущенных после 1975 г., следует принимать
значения тепловых постоянных времени, принятые в разд.3.
Для трансформаторов, выпущенных до 1975 г., рекомендуется принимать значения
тепловых постоянных времени трансформатора, приведенные в таблице.
Приложение 5
(рекомендуемое)
Графический метод определения превышений температуры
1. Графики черт.1-4 дают возможность, не прибегая к вычислениям, определить
превышения температуры
и
по задаваемым значениям исходных данных, но с
меньшей точностью по сравнению с расчетом.
2. Если температура наиболее нагретой точки обмотки
или температура масла
в
верхних слоях, определяемые для предполагаемых аварийных перегрузок, по уравнению
будут превышать предельно допустимые значения
160 °С и
115 °С не
больше, чем на 5 °С, то необходимо полученные с помощью графиков результаты
проверить расчетом в соответствии с разд.2.
3. Пример использования графиков.
3.1. Определить температуру наиболее нагретой точки обмотки
трансформатора
ТМН 6300/110, работающего по преобразованному в двухступенчатый суточному графику
нагрузки:
начальная нагрузка
перегрузка
0,57;
1,42 в течение
2 ч;
температура охлаждающего воздуха принимается среднесуточной,
16 °С
(изменение за сутки не более 12 °С).
3.2. Исходные данные трансформатора в номинальном режиме:
потери короткого замыкания
потери холостого хода
48,0 кВт;
9,6 кВт;
отношение потерь
;
превышение температуры масла в верхних слоях над температурой охлаждающего
воздуха
55 °C;
превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла в
верхних слоях
23,0 °С;
тепловая постоянная времени трансформатора
3.3. Превышение температуры масла
3,5 ч.
определяется по трем графикам, как показано
на черт.1. Из точки
0,57 вертикальной шкалы левого графика нужно провести
горизонтальную линию до пересечения с линией
5,0. Затем следует опустить
вертикаль до пересечения с линией
55 °С и снова провести горизонтальную
линию до левой шкалы среднего графика. То же надо проделать и на правом графике, но
начиная с проведения горизонтали на правой шкале: от значения
5,0 и затем через
1,42 до линии
55 °C до правой шкалы среднего графика.
Полученные таким образом точки правой и левой шкал среднего графика соединяются
между собой прямой линией. Из точки
3,5 ч на шкале значений постоянных времени
среднего графика следует провести горизонтальную линию до пересечения с кривой
линией продолжительности перегрузки
2 ч; из точки их пересечения надо опустить
вертикаль до пересечения ее с линией, ранее соединившей точки правой и левой шкал
среднего графика. Горизонтальная прямая, проведенная с этой точки к левой шкале
среднего графика, пересекает ее в искомой точке
56,0 °C.
3.4. Максимальная температура масла в верхних слоях, °С
3.5. Превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки
над температурой
масла в верхних слоях определяется по графику черт.3. Из точки
1,4
горизонтальной оси проводится вертикально вверх прямая линия до пересечения с
кривой, соответствующей
23,0 °С (находится линейной интерполяцией между
линиями 20 и 25 °С); затем горизонталь, проведенная из точки пересечения, пересекает
вертикальную ось графика в искомой точке
40,2 °С.
3.6. Температура наиболее нагретой точки обмотки, °С
Черт.1. Графики для определения
охлаждения М и Д
при перегрузках трансформаторов с видами
Черт.2. Графики для определения
охлаждения ДЦ и Ц
при перегрузках трансформаторов с видами
Черт.3. График для определения
охлаждения М и Д
при перегрузках трансформаторов с видами
Черт.4. График определения
охлаждения ДЦ и Ц
Приложение 6
при перегрузках трансформаторов с видами
(справочное)
Примеры расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки
и относительного износа витковой изоляции (без применения
ЭВМ)
1. Расчеты
и
производятся для суточного двухступенчатого прямоугольного
графика нагрузки трансформатора ТМН-6300/110 по значениям параметров,
приведенным в примере приложения 5.
1.1. Расчет максимального значения
(12) п.2.3 в случаях, если
, °С, выполняется по формулам (5-7), (3), (4) и
ч:
°С.
Расчет подтверждает практически достаточную точность графического метода,
приведенного в приложении 5.
1.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Аналогично, но используя формулы (2-4) и (10-12), рассчитываются и остальные
характерные точки, по которым строится график
, приведенный на чертеже.
График
содержит три участка: а - участок неизменной температуры,
продолжительностью
ч; б - участок повышения температуры, продолжительностью
температуры, продолжительностью
2 ч; в - участок снижения
ч.
График нагрузки и соответствующие ему графики измерения температуры
1.3. Относительный износ витковой изоляции
за суточный график нагрузки, согласно
формуле (16), является суммой относительных износов
которые разделяется график
по каждому интервалу
, в соответствии с указаниями п.2.4.2.
Участок неизменной температуры принимается за один интервал
повышающейся температуры разделяется на два интервала
. Участок
и
продолжительностью по 1 ч каждый. При этом выполняется условие
Участок понижающейся температуры разделяется на пять интервалов, из которых
первые два
и
и
, на
.
продолжительностью по 1 ч каждый; следующие два интервала
продолжительностью по 3 ч каждый (3 ) и последний интервал
1.3.1. В каждом интервале
- оставшиеся 6 ч.
проводится горизонтальная линия средней температуры
, пересекающая интервал так, чтобы верхняя и нижняя площади, ограничиваемые
линией средней температуры и вертикалями интервала, были бы примерно равными.
По найденным таким путем значениям
рассчитываются
:
Относительный износ витковой изоляции за суточный график нагрузки:
"нормальныхсуток" износа.
Приложение 7
(обязательное)
Блок-схемы расчета допустимых систематических и аварийных
нагрузок
Блок-схема расчета допустимых систематических нагрузок
Блок-схема расчета допустимых аварийных перегрузок
для трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно*
* Для трансформаторов классов напряжения свыше 110 кВ все ограничивающие значения
уменьшить на 20 °С
Приложение 7
(Измененная редакция, Изм. N 1).
Приложение 8
(справочное)
Определение относительного износа витковой изоляции
трансформаторов при аварийных перегрузках
В табл.2-17 приведены значения относительного износа
витковой изоляции для
суточного двухступенчатого графика нагрузки с различными значениями
20 °С, а также указаны границы предельно допустимых
значениях
и
,
и
при
при различных
.
Для определения относительного суточного износа
витковой изоляции при
°С необходимо износ, найденный по таблицам, умножить на коэффициент
которого приведены в табл.1.
20
, значения
Таблица 1
Нормы рассчитаны в соответствии с разд.2 по предельным значениям параметров
номинального режима трансформаторов, указанным в п.3.2.
Пример. Определить относительный суточный износ
допустимой аварийной перегрузке
витковой изоляции при
продолжительностью
2 ч для трансформатора
ТМН-6300/110, работающего по суточному графику с начальной нагрузкой
температуре охлаждающей среды
10 °С.
0,7 и при
По табл.4 находим для
0,7 и
10 °С допустимую перегрузку
Относительный износ изоляции при этом будет
суток".
Для промежуточных значений
значениями в табл.1-17,
,
,
и
1,8.
"нормальных
, т.е. в интервале между указанными их
и относительный износ витковой изоляции следует
определять линейной интерполяцией, за исключением случаев, когда
ч.
Для трансформаторов классов напряжения свыше 110 кВ при температуре охлаждающей
среды не более 20 °С необходимо применять нормы для температуры охлаждающей
среды, увеличенной на 20 °С против ее значения, определяемого в соответствии с п.1.4.
Для температуры охлаждающей среды 30 °С и 40 °С значения
с учетом
коэффициента
приведены в табл.18-19.
Нормы рассчитаны по блок-схеме обязательного приложения 7, где индексами
, , ,
, ,
указаны границы допустимых перегрузок при значениях температуры
охлаждающей среды 30, 20, 10, 0, минус 10, минус 20 °С, соответственно. Для приведения
норм к виду табл.2-17 границы допустимых перегрузок следует соединить линией и
указать "допустимо до ...".
Таблица 2
МиД
0,5 ч
Таблица 3
МиД
1,0 ч
Таблица 4
МиД
2,0 ч
Таблица 5
МиД
4,0 ч
Таблица 6
МиД
6,0 ч
Таблица 7
МиД
8,0 ч
Таблица 8
МиД
12,0 ч
Таблица 9
МиД
24,0 ч
Таблица 10
ДЦ и Ц
0,5 ч
Таблица 11
ДЦ и Ц
1,0 ч
Таблица 12
ДЦ и Ц
2,0 ч
Таблица 13
ДЦ и Ц
4,0 ч
Таблица 14
ДЦ и Ц
6,0 ч
Таблица 15
ДЦ и Ц
8,0 ч
Таблица 16
ДЦ и Ц
12,0 ч
Таблица 17
ДЦ и Ц
24,0 ч
Таблица 18
30 °С
Таблица 19
40 °С
Табл.18, 19. (Введены дополнительно, Изм.N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. (Измененная редакция, Изм.N 1).